CN112259438B - 一种输入窗及其制备方法和应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种输入窗及其制备方法和应用，所述输入窗包括依次连接的第一玻璃片、通道片及第二玻璃片；所述第一玻璃片上开设有凹槽；所述通道片包括平片，所述平片嵌于所述凹槽内，所述平片上设有规则的微通道阵列，所述微通道阵列的形成方向垂直于所述通道片的平面。本发明采用通道结构代替石英玻璃，重量轻；通道孔径可为微米级或毫米级，能实现小型化。

Description

一种输入窗及其制备方法和应用

技术领域

本发明涉及一种紫外探测技术领域，特别是涉及一种用于紫外探测器的输入窗及其制备方法和应用。

背景技术

紫外探测器是通过被动接收紫外线辐射来辨认目标的，与红外探测相比，紫外波段的探测系统不仅在工作时不易受长波电磁干扰，可以在很强的电磁辐射环境中工作，并且具有很好的隐蔽性。因此，紫外探测技术在导弹预警与跟踪、紫外通讯、天文观测、电力系统巡检等军事和民用的多个领域内都有着非常广泛的应用。紫外辐射的波长较短，当它辐射在物体表面时，容易被物体吸收，所以紫外光的穿透本领比可见光、红外光都弱，给紫外探测器输入窗的制作带来难度。

光电倍增管是一种典型的光电真空型紫外探测器，光电倍增管的输入窗目前常用的是石英玻璃，如图1所示，石英玻璃加工为侧面呈台阶状的圆片，台阶面5处涂覆吸收层，允许一定角度范围内的紫外光通过，光线由入射面4进入输入窗，入射角(指入射光线与入射面法线15的夹角)较大的光线14被台阶面5处的吸收层吸收，入射角较小的光线13由出射面6穿出。紫外光穿过石英玻璃后到达光电阴极转化为电子，通过电子倍增后被探测器读出，从而实现对紫外光的探测。这种型式的输入窗一般是用于要求大视场的条件下。但是，如果要实现针对较小范围的目标方位的探测，需要控制视场角，只接收较小范围内的目标信号，防止视场外光线进入造成噪声。石英玻璃输入窗结构中，因吸收层只能涂覆在输入窗外围，要减小视场需要延长吸收层的面积，会造成体积过大。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种用于紫外探测器的输入窗及其制备方法和应用，可以根据需要改变视场角，对紫外信号实现更精确的定向、定位探测，并且具有轻小型化的优点。

本发明的目的及解决其技术问题是采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种输入窗，包括依次连接的第一玻璃片、通道片及第二玻璃片；所述第一玻璃片上开设有凹槽；所述通道片包括平片，所述平片嵌于所述凹槽内，所述平片上设有规则的微通道阵列，所述微通道阵列的形成方向垂直于所述通道片的平面。

优选的，前述的输入窗中，其中所述第一玻璃片的凹槽端口与第二玻璃片固定连接。

优选的，前述的输入窗中，其中所述凹槽端口与第二玻璃片间通过丙烯酸树脂、有机硅凝胶或光学环氧胶粘合。

优选的，前述的输入窗中，其中所述输入窗的视场角其中，d为微通道的孔径，t为通道片的厚度。

优选的，前述的输入窗中，其中所述第一玻璃片和所述第二玻璃片为平片。

优选的，前述的输入窗中，其中所述第一玻璃片和所述第二玻璃片为外径相等的圆片，所述第二玻璃片的厚度小于第一玻璃片的厚度。

优选的，前述的输入窗中，其中所述微通道阵列的内壁均设有紫外吸收层。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a第一玻璃片的制备：将第一玻璃精雕为带有凹槽的圆形玻璃片，之后对该玻璃片的平面、凹槽处及端口处分别进行抛光；

b通道片的制备：将第三玻璃加工成圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒并分别进行纤维拉制，得到空管单纤维和三角形纤维；将该空管单纤维组合排列为复合纤维棒，之后用三角形纤维填充该空管纤维间的孔隙，拉制得到第二纤维；将该第二纤维定长截断，排列为六棱柱坯板；或将该空管单纤维直接定长截断，排列为六棱柱坯板，之后用三角形纤维填充该空管纤维间的孔隙；将该六棱柱坯板进行熔压；将熔压后的坯板切为薄片，精雕、抛光为所需通道片的外形尺寸；去除通道内引入的杂质，形成具有规则排列的微通道阵列；

c第二玻璃片的制备：将第二玻璃精雕为圆形片；之后将该圆形片进行抛光；

d配合：将步骤b得到的通道片嵌入步骤a得到的第一玻璃片的凹槽中，将该凹槽的端口与第二玻璃片间进行粘合。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤a中，所述抛光具体包括：先用抛光液对玻璃片的平面进行抛光，之后将该玻璃片可旋转地连接于轴上，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤a中，所述抛光中使用的抛光液为CeO₂或Fe₂O₃悬浮液，其浓度为200～400g/L，粒径小于等于1μm。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤a中，所述凹槽与圆形玻璃片的中心位于同一条直线上。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤a和c中，所述第一玻璃选自石英玻璃、ZWB3透紫玻璃和蓝宝石玻璃中的一种；优选为JGS1石英玻璃。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤b中，所述第三玻璃含Fe³⁺、Ti⁴⁺和Ce⁴⁺中的至少一种。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤b中，当所述微通道阵列的孔径为0.25mm及以上时，所述纤维拉制为一次单纤维拉制；当所述微通道阵列的孔径为0.25mm以下时，所述纤维拉制包括单纤维、复合纤维两次拉制；所述纤维拉制的温度比玻璃管的软化点高70～150℃。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤b中，所述熔压的温度高于玻璃软化点0～10℃。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤b中，所述精雕的通道片的直径比第一玻璃片的凹槽内径小0.01～0.02mm，厚度大于凹槽深度0.15～0.30mm；所述抛光的通道片的厚度至大于凹槽深度0.1～0.2mm。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤b中，所述通道片含有规则排列的微米级或毫米级圆形微通道阵列。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤b中，所述圆形微通道阵列的孔径为10～2000μm。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中在步骤b之后步骤c之前还包括：使用电子束真空蒸镀或原子层沉积的方法在通道的内壁镀紫外光吸收层。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中所述吸收层的材料为Fe₂O₃、TiO₂或CeO₂，吸收层的厚度为300～1000nm。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤c中，所述圆形片的直径与第一玻璃片的外径相等，厚度小于第一玻璃片。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤c中，所述抛光所用的抛光液为CeO₂或Fe₂O₃悬浮液。

优选的，前述的输入窗的制备方法中，其中步骤d中，所述粘合是采用丙烯酸树脂、有机硅凝胶或光学环氧胶进行粘合。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种紫外探测器，所述紫外探测器包括上述的输入窗。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种紫外成像仪，其包括上述的紫外探测器。

本发明的目的及解决其技术问题还可以采用以下技术方案来实现的。依据本发明提出的一种紫外望远镜，其包括上述的紫外探测器。

借由上述技术方案，本发明提出的一种输入窗及其制备方法和应用至少具有下列优点：

1、可对特定视场进行探测，噪声低。传统的紫外输入窗在台阶处涂覆吸收层，受器件尺寸的限制，对于光线准入角度可调范围较小。本发明采用通道结构，通道阵列的内壁可吸收大角度光线，通过改变通道的孔径与厚度即可调整准入角度，避免视场外光线进入形成噪声。

2、轻小型化。本发明用通道结构代替石英玻璃，重量轻；通道孔径可为微米级或毫米级，能实现小型化。

3、满足封装及后续加工要求。用两层石英玻璃片将通道层进行包覆，可对通道层起到保护作用，使输入窗在应用中更能承受机械冲击，第二玻璃片可满足后续镀光电阴极的需要。

附图说明

图1是传统的紫外探测器输入窗石英玻璃的截面示意图；图中，4-入射面；5-台阶面，涂覆有吸收层；6-出射面；13-入射角较小的光线；14-入射角较大的光线；15-入射面法线；

图2是本发明输入窗的结构示意图之一；图中，1-第一玻璃片，2-通道片，3为第二玻璃片；

图3是本发明输入窗的结构示意图之二；图中，7-凹槽，8-端口，9-微通道阵列，10-平面；

图4是本发明用三角形纤维填充圆形纤维间孔隙的示意图；图中，11-三角形纤维，12-圆形纤维。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效,以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明提出的一种输入窗及其制备方法和应用其具体实施方式、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征或特点可由任何合适形式组合。

如图2-图3所示，本发明提供了一种输入窗，包括依次连接的第一玻璃片1、通道片2及第二玻璃片3；所述第一玻璃片1上开设有凹槽7；所述通道片2包括平片，所述平片嵌于所述凹槽7内，所述平片上设有规则的微通道阵列9，所述微通道阵列9的形成方向垂直于所述通道片2的平面10。所述第一玻璃片的凹槽7的端口8与第二玻璃片固定连接。具体地，所述凹槽7的端口8与第二玻璃片间通过丙烯酸树脂、有机硅凝胶或光学环氧胶粘合，优选采用光学环氧胶，这是由于光学环氧胶具有更好的环境适应性。

具体实施时，所述输入窗的视场角其中，d为微通道阵列的孔径，t为通道片的厚度。

具体实施时，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片设置为圆片，从而保证视场内各方向的光线均可进入。具体地，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片为外径相等的圆片，所述第二玻璃片的厚度小于第一玻璃片的厚度，既满足后续镀光电阴极的需要，又减少光线的损失。

具体实施时，所述微通道阵列的内壁还可以均设有紫外吸收层，以提高内壁对杂散光的吸收率。

本发明还提供了一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a第一玻璃片的制备：第一玻璃可以选用对紫外光有高透过率的JGS1石英玻璃、ZWB3透紫玻璃或蓝宝石玻璃，优选为JGS1石英玻璃，其紫外透过率高且易于加工，而ZWB3紫外透过稍低，蓝宝石不易加工；将该第一玻璃用精雕机加工为带有凹槽的圆形玻璃片，所述凹槽与圆形玻璃片的中心位于同一条直线上；玻璃片的平面用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂或Fe₂O₃悬浮液，其浓度为200～400g/L，悬浮液中的颗粒粒径小于等于1μm。将玻璃片固定于单轴机，用聚氨酯对凹槽处与端口处分别进行抛光。

b通道片的制备：采用拉制空管玻璃纤维再熔合的方法获得微通道阵列，该方法可形成高精度的微通道阵列以及光滑的内壁。根据视场角的要求，依照的关系式选择通道片的孔径与厚度。通道片材料为第三玻璃，其为含Fe³⁺、Ti⁴⁺和Ce⁴⁺中的至少一种的玻璃，对紫外线有强吸收。将第三玻璃加工出圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒并分别进行纤维拉制，得到空管单纤维和三角形纤维。空管单纤维的作用是提供通道，因圆形纤维不能实现无缝排列，在每三根纤维间会存在类似于三角形的孔隙，三角形纤维的作用是填充空管单纤维之间的三角形孔隙。若最终制备的微通道阵列孔径在0.25mm以下时，需要经过单纤维、复合纤维两次拉制。将空管单纤维排列为复合纤维棒，在缝隙处插入三角形纤维进行孔隙填充(图4)，得到第二纤维。将该第二纤维定长截断，排列为六棱柱坯板。若最终制备的微通道阵列孔径在0.25mm及以上时只需进行一次单纤维拉制，将该空管单纤维定长截断，直接排列为六棱柱坯板，在空管单纤维的缝隙处插入三角形纤维进行孔隙填充。纤维拉制温度比玻璃管的软化点高70～150℃。将该六棱柱坯板装入熔压模具进行高温熔压，熔压温度高于玻璃软化点0～10℃，使得通道壁可以软化相互熔合并能保持圆形。将熔压后的坯板切为薄片，精雕为所需通道片的外形尺寸，直径比第一玻璃片的凹槽内径小0.01～0.02mm，以便于嵌入凹槽中，厚度高于凹槽深度0.15～0.30mm，再抛光至大于凹槽深度0.1～0.2mm，以便保证和第二玻璃片能完全贴合。清洗掉抛光过程中通道内引入的杂质(如抛光粉颗粒或抛光中产生的玻璃碎屑)，形成具有规则排列的通道阵列，通道阵列的孔径为10～2000μm。也可用电子束真空蒸镀或原子层沉积的方法在通道内壁镀紫外光吸收层，吸收层材料为Fe₂O₃、TiO₂、CeO₂等，可将内壁对杂散光的吸收率提高5％以上。根据所要探测的紫外光的波段选择吸收层材料，紫外光的波长为220～280nm之间，优选为CeO₂，可将内壁对杂散光的吸收率提高6～8％；紫外光的波长在280～350nm之间，优选为TiO₂，可将内壁对杂散光的吸收率提高6～9％；紫外光的波长在350～400nm之间，优选为Fe₂O₃，可将内壁对杂散光的吸收率提高7～10％；也可通过组合掺杂的方式扩大可吸收波段。吸收层厚度300～1000nm，过薄会导致有部分紫外光穿透，过厚会影响孔径且在制备过程中易出现裂纹。对于入射角度在视场角范围内的紫外光，穿过通道到达第二玻璃片，大于视场角的紫外光会照射在通道壁被通道壁吸收。

c第二玻璃片的制备：采用JGS1石英玻璃、ZWB3透紫玻璃或蓝宝石玻璃，优选为JGS1石英玻璃，其紫外透过率高且易于加工，而ZWB3紫外透过稍低，蓝宝石不易加工；将第二玻璃用精雕机加工出圆形玻璃片，直径与第一玻璃片的外径相等，厚度小于第一玻璃片；之后用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂或Fe₂O₃悬浮液。

d配合：将通道片嵌入第一玻璃片的凹槽中，将该凹槽的端口与第二石英玻璃片间用丙烯酸树脂、有机硅凝胶或光学环氧胶进行粘合，优选采用光学环氧胶，这是由于光学环氧胶具有更好的环境适应性。

本发明还提供了一种紫外探测器，所述紫外探测器包括上述的输入窗。

本发明还提供了一种紫外成像仪，其包括上述的紫外探测器。

本发明还提供了一种紫外望远镜，其包括上述的紫外探测器。

实施例1

本实施例提供了一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a用精雕机将JGS1石英玻璃加工为带有凹槽的圆形镜片，外径为40.00mm，厚度为3.00mm，凹槽内径为32.00mm，凹槽深度为0.80mm；镜片的平面用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂悬浮液，其浓度为200g/L，粒径小于等于1μm。将玻璃片固定于单轴机，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光，得到第一石英玻璃片。

b通道片孔径设计为100μm。作为通道片材料的第三玻璃选用含Fe³⁺的玻璃，软化点为587℃。将第三玻璃加工为圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒并分别进行纤维拉制。先进行单纤维拉制，拉丝温度710℃，拉制出截面为圆形的空管单纤维后排列为截面为正六边形的复合纤维棒，将三角形棒拉制出的三角形纤维插入复合纤维棒的单纤维的缝隙中，再进行复合纤维拉制，复合纤维拉制温度为700℃，得到第二纤维。将第二纤维截断(截断长度为100mm)，排列为六棱柱坯板。将该六棱柱坯板装入熔压模具于587℃下进行高温熔压。将熔压后的坯板切为1.01mm厚的薄片，精雕为直径31.98mm的圆片，再抛光至1.00mm厚。清洗掉抛光过程中通道内引入的杂质，形成具有规则排列的通道阵列。

c用精雕机加工出圆形JGS1石英玻璃片，直径为40.00mm，厚度为1.00mm。用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂悬浮液，其浓度为200g/L，粒径小于等于1μm。得到第二石英玻璃片。

d将通道片嵌入步骤a得到的第一石英玻璃片的凹槽中，该凹槽的端口与步骤c得到的第二石英玻璃片用丙烯酸树脂经紫外固化进行粘合。

本实施例中，所制备的输入窗的通道片的孔径为100μm，厚度为1.00mm，通过通道筛选出视场内的有效光线，超出视场范围的杂散光被通道壁吸收。采用该方法制备的输入窗的视场角为11°。所述输入窗可以用于紫外成像仪或紫外望远镜的紫外探测器中。

实施例2

本实施例提供了一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a用精雕机将蓝宝石玻璃加工为带有凹槽的圆形镜片，外径为60.00mm，厚度为7.00mm，凹槽内径为49.00mm，凹槽深度为4.90mm。镜片的平面用抛光机进行抛光，抛光液为Fe₂O₃悬浮液，其浓度为400g/L，粒径小于等于1μm。将玻璃片固定于单轴机，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光。

b通道片孔径设计为1000μm。作为通道片材料的第三玻璃选用含Ce⁴⁺的玻璃，软化点为545℃。将第三玻璃加工为圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒，分别于672℃下拉制为空管单纤维与三角形纤维，空管单纤维的内径为1000μm，将该空管单纤维截断(截断长度为70mm)，排列为六棱柱坯板，将该三角形纤维插入该六棱柱坯板中的空管单纤维的缝隙中。将该六棱柱坯板装入熔压模具于545℃下进行高温熔压。将熔压后的坯板切为5.05mm厚的薄片，精雕为直径48.99mm的圆片，再抛光至5.00mm厚。清洗掉抛光过程中通道内引入的杂质，形成具有规则排列的通道阵列。用电子束蒸镀法向通道内壁镀CeO₂膜层(所要探测的紫外光的波长为220～280nm之间)，可将内壁对杂散光的吸收率提高6～8％。

c用精雕机加工出蓝宝石玻璃片，直径为60.00mm，厚度为0.50mm。用抛光机进行抛光，抛光液为Fe₂O₃悬浮液，其浓度为400g/L，粒径小于等于1μm。得到第二石英玻璃片。

d将通道片嵌入步骤a得到的第一蓝宝石玻璃片的凹槽中，凹槽端口与步骤c得到的第二蓝宝石玻璃片用光学环氧胶进行粘合。

本实施例中，所制备的输入窗的通道片的孔径为1000μm，厚度5.00mm，通过通道筛选出视场内的有效光线，超出视场范围的杂散光被通道壁吸收。采用该方法制备的输入窗的视场角为22°。所述输入窗可以用于紫外成像仪或紫外望远镜的紫外探测器中。

实施例3

本实施例提供了一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a用精雕机将ZWB3透紫玻璃加工为带有凹槽的圆形镜片，外径为30.00mm，厚度为10.00mm，凹槽内径为22.00mm，凹槽深度为7.30mm；镜片的平面用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂悬浮液，其浓度为300g/L，粒径小于等于1μm。将玻璃片固定于单轴机，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光，得到第一石英玻璃片。

b通道片孔径设计为500μm。含Ti⁴⁺的玻璃为通道片材料，软化点为572℃。将玻璃加工为圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒，并分别于645℃下拉制为空管单纤维与三角形纤维，空管单纤维的内径为500μm，将该空管单纤维截断(截断长度为90mm)，排列为六棱坯板，将该三角形纤维插入该六棱柱坯板中的空管单纤维的缝隙中。将该六棱柱坯板装入熔压模具于582℃下进行高温熔压。将熔压后的坯板切为7.60mm厚的薄片，精雕为直径21.98mm的圆片，再抛光至7.50mm厚。清洗掉抛光过程给通道内引入的杂质，形成具有规则排列的通道阵列。用原子层沉积的方法在通道内壁沉积TiO₂膜层(所要探测的紫外光的波长在280～350nm之间)，可将内壁对杂散光的吸收率提高6～9％。

c用精雕机加工出圆形ZWB3透紫玻璃片，直径为30.00mm，厚度为0.80mm。用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂悬浮液，其浓度为300g/L，粒径小于等于1μm。得到第二石英玻璃片。

d将通道片嵌入步骤a得到的第一ZWB3玻璃片的凹槽中，凹槽端口与步骤c得到的第二ZWB3玻璃片用有机硅凝胶进行粘合。

本实施例中，所制备的输入窗的通道片孔径为500μm，厚度为7.50mm，通过通道筛选出视场内的有效光线，超出视场范围的杂散光被通道壁吸收。采用该方法制备的输入窗的视场角为7°。所述输入窗可以用于紫外成像仪或紫外望远镜的紫外探测器中。

实施例4

本实施例提供了一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a用精雕机将JGS1石英玻璃加工为带有凹槽的圆形镜片，外径为20.00mm，厚度为2.00mm，凹槽内径为16.00mm，凹槽深度为0.50mm；镜片的平面用抛光机进行抛光，抛光液为Fe₂O₃悬浮液，其浓度为250g/L，粒径小于等于1μm。将玻璃片固定于单轴机，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光，得到第一石英玻璃片。

b通道片孔径设计为80μm。作为通道片材料的第三玻璃选用含Ti⁴⁺、Fe³⁺的玻璃，软化点为603℃。将第三玻璃加工为圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒并分别进行纤维拉制。先进行单纤维拉制，拉丝温度740℃，拉制出截面为圆形的空管单纤维后排列为截面为正六边形的复合纤维棒，将三角形棒拉制出的三角形纤维插入复合纤维棒的单纤维的缝隙中，再进行复合纤维拉制，复合纤维拉制温度为735℃，得到第二纤维。将第二纤维截断(截断长度为80mm)，排列为六棱柱坯板。将该六棱柱坯板装入熔压模具于611℃下进行高温熔压。将熔压后的坯板切为0.75mm厚的薄片，精雕为直径15.98mm的圆片，再抛光至0.65mm厚。清洗掉抛光过程中通道内引入的杂质，形成具有规则排列的通道阵列。

c用精雕机加工出圆形JGS1石英玻璃片，直径为20.00mm，厚度为0.50mm。用抛光机进行抛光，抛光液为Fe₂O₃悬浮液，其浓度为250g/L，粒径小于等于1μm。得到第二石英玻璃片。

d将通道片嵌入步骤a得到的第一石英玻璃片的凹槽中，该凹槽的端口与步骤c得到的第二石英玻璃片用光学环氧胶进行粘合。

本实施例中，所制备的输入窗的通道片的孔径为80μm，厚度为0.65mm，通过通道筛选出视场内的有效光线，超出视场范围的杂散光被通道壁吸收。采用该方法制备的输入窗的视场角为14°。所述输入窗可以用于紫外成像仪或紫外望远镜的紫外探测器中。

实施例5

本实施例提供了一种输入窗的制备方法，包括以下步骤：

a用精雕机将ZWB3透紫玻璃加工为带有凹槽的圆形镜片，外径为25.00mm，厚度为2.50mm，凹槽内径为21.00mm，凹槽深度为1.05mm；镜片的平面用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂悬浮液，其浓度为350g/L，粒径小于等于1μm。将玻璃片固定于单轴机，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光，得到第一石英玻璃片。

b通道片孔径设计为300μm。作为通道片材料的第三玻璃选用含Ti⁴⁺、Ce⁴⁺的玻璃，软化点为596℃。将第三玻璃加工为圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒分别于727℃拉制为空管单纤维与三角形纤维，空管单纤维内径为300μm，将单纤维截断(截断长度为100mm)，排列为六棱柱坯板，将该三角形纤维插入六棱柱坯板中单纤维的缝隙中。将该六棱柱坯板装入熔压模具于600℃下进行高温熔合。将熔压后的坯板切为1.50mm厚的薄片，精雕为直径20.99mm的圆片，再抛光至1.30mm厚。清洗掉抛光过程中通道内引入的杂质，形成具有规则排列的通道阵列。

c用精雕机加工出圆形ZWB3透紫玻璃片，直径为25.00mm，厚度为0.80mm。用抛光机进行抛光，抛光液为CeO₂悬浮液，其浓度为350g/L，粒径小于等于1μm。得到第二石英玻璃片。

d将通道片嵌入步骤a得到的第一石英玻璃片的凹槽中，该凹槽的端口与步骤c得到的第二石英玻璃片用丙烯酸树脂经紫外固化进行粘合。

本实施例中，所制备的输入窗的通道片的孔径为300μm，厚度为1.30mm，通过通道筛选出视场内的有效光线，超出视场范围的杂散光被通道壁吸收。采用该方法制备的输入窗的视场角为26°。所述输入窗可以用于紫外成像仪或紫外望远镜的紫外探测器中。

本发明的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实施例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。

另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。

此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (12)

1.一种输入窗，其特征在于，包括依次连接的第一玻璃片、通道片及第二玻璃片；所述第一玻璃片上开设有凹槽；所述通道片包括平片，所述平片嵌于所述凹槽内，所述平片上设有规则的微通道阵列，所述微通道阵列的形成方向垂直于所述通道片的平面。

2.如权利要求1所述的输入窗，其特征在于，所述第一玻璃片的凹槽端口与第二玻璃片固定连接。

3.如权利要求1所述的输入窗，其特征在于，所述输入窗的视场角其中，d为微通道的孔径，t为通道片的厚度。

4.如权利要求1所述的输入窗，其特征在于，所述第一玻璃片和所述第二玻璃片为外径相等的圆片，所述第二玻璃片的厚度小于第一玻璃片的厚度。

5.一种权利要求1-4任一项所述的输入窗的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

a第一玻璃片的制备：将第一玻璃精雕为带有凹槽的圆形玻璃片，之后对该玻璃片的平面、凹槽处及端口处分别进行抛光；

b通道片的制备：将第三玻璃加工成圆柱空心管与截面为正三角形的玻璃棒并分别进行纤维拉制，得到空管单纤维和三角形纤维；将该空管单纤维组合排列为复合纤维棒，之后用三角形纤维填充该空管纤维间的孔隙，拉制得到第二纤维，将该第二纤维定长截断，排列为六棱柱坯板；或将该空管单纤维直接定长截断，排列为六棱柱坯板，之后用三角形纤维填充该空管纤维间的孔隙；将该六棱柱坯板进行熔压；将熔压后的坯板切为薄片，精雕、抛光为所需通道片的外形尺寸；去除通道内引入的杂质，形成具有规则排列的微通道阵列；

c第二玻璃片的制备：将第二玻璃精雕为圆形片；之后将该圆形片进行抛光；

d配合：将步骤b得到的通道片嵌入步骤a得到的第一玻璃片的凹槽中，将该凹槽的端口与第二玻璃片间进行粘合。

6.如权利要求5所述的输入窗的制备方法，其特征在于，步骤a中，所述抛光具体包括：先用抛光液对玻璃片的平面进行抛光，之后将该玻璃片可旋转地连接于轴上，用聚氨酯对凹槽处与端口处进行抛光；步骤a和c中，所述第一玻璃选自石英玻璃、ZWB3透紫玻璃和蓝宝石玻璃中的一种；步骤b中，所述第三玻璃含Fe³⁺、Ti⁴⁺和Ce⁴⁺中的至少一种。

7.如权利要求5所述的输入窗的制备方法，其特征在于，步骤b中，当所述微通道阵列的孔径为0.25mm及以上时，所述纤维拉制为一次单纤维拉制；当所述微通道阵列的孔径为0.25mm以下时，所述纤维拉制包括单纤维、复合纤维两次拉制；所述纤维拉制的温度比玻璃管的软化点高70～150℃。

8.如权利要求5所述的输入窗的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述熔压的温度高于玻璃软化点0～10℃；所述精雕的通道片的直径比第一玻璃片的凹槽内径小0.01～0.02mm，厚度大于凹槽深度0.15～0.30mm；所述抛光的通道片的厚度至大于凹槽深度0.1～0.2mm；步骤b中，所述通道片含有规则排列的微米级或毫米级圆形微通道阵列。

9.如权利要求8所述的输入窗的制备方法，其特征在于，步骤b中，所述圆形微通道阵列的孔径为10～2000μm。

10.一种紫外探测器，其特征在于，所述紫外探测器包括权利要求1-4任一项所述的输入窗。

11.一种紫外成像仪，其特征在于，其包括权利要求10所述的紫外探测器。

12.一种紫外望远镜，其特征在于，其包括权利要求10所述的紫外探测器。